MATRIZ DE PROVA DE AVALIAÇÃO (Avaliação em regime não presencial) Ano Letivo 2018/2019 Disciplina Química Módulo 1

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1 Agrupamento de Escolas de Rio Tinto nº 3 Escola Secundária de Rio Tinto ENSINO SECUNDÁRIO RECORRENTE POR MÓDULOS MATRIZ DE PROVA DE AVALIAÇÃO (Avaliação em regime não presencial) Ano Letivo 2018/2019 Disciplina Química Módulo 1 Duração da prova: 90 min Modalidade: Prova escrita Domínio/tema Subdomínios/Conteúdos Metas curriculares Metais e ligas metálicas (MÓDULO 1) 1. Estrutura e propriedades dos metais 1.1. Um outro olhar sobre a Tabela Periódica dos elementos - Importância dos metais em ligas e compostos - elementos metálicos na Tabela Periódica (blocos s, p, d e f) Compreender a estrutura e as propriedades dos metais, comparando-as com as de sólidos iónicos, moleculares e covalentes Concluir que os metais são uma matéria-prima muito utilizada e discutir a sua importância tecnológica e económica. Associar afinidade eletrónica à energia libertada na formação de uma mole de iões negativos a partir de uma mole de átomos no estado gasoso. Identificar os elementos metálicos como aqueles que apresentam baixa energia de ionização e os não metálicos como aqueles que apresentam elevada afinidade eletrónica. Relacionar as posições dos elementos metálicos de transição na Tabela Periódica com as configurações eletrónicas dos respetivos átomos. Estrutura da Prova/ itens de avaliação Itens de seleção Escolha múltipla/ Associação/ completamento/ Verdadeiro/falso Itens de construção Resposta curta/ Resposta Extensa/ Resolução de problemas Cotações (Total 200 pontos) Ligação química nos metais e noutros sólidos Interpretar a ligação metálica como resultado da partilha dos eletrões de valência deslocalizados pelos átomos do metal, relacionando a estabilidade da ligação com as interações entre esses eletrões e os cernes dos átomos do metal. 1

2 - ligação metálica - propriedades características dos metais: condutividade elétrica, brilho, maleabilidade e ductilidade - sólidos metálicos versus outros tipos de sólidos (iónicos, covalentes, moleculares) - reciclagem de metais Associar a ocorrência de ligação metálica a átomos que apresentam baixa energia de ionização, várias orbitais de valência vazias e um número de eletrões de valência menor do que o número de orbitais de valência. Interpretar as propriedades dos metais (condutividade elétrica, brilho, maleabilidade e ductilidade) com base nos eletrões de valência do metal. Distinguir sólidos metálicos de sólidos não metálicos (iónicos, covalentes e moleculares), com base no tipo de ligação entre as suas unidades estruturais. Associar cristal a um material no qual as unidades estruturais se encontram organizadas de uma forma repetida e regular no espaço tridimensional, dando exemplos de cristais metálicos, iónicos, covalentes e moleculares. Identificar a sílica, a grafite, os grafenos e os nanotubos de carbono como exemplos de cristais covalentes. Identificar os cristais moleculares como substâncias sólidas constituídas por moléculas organizadas de maneira regular que se mantêm unidas por ligações intermoleculares. Justificar propriedades físicas de sólidos iónicos, covalentes e moleculares (por exemplo dureza do diamante, condutividade elétrica na grafite, etc.). Relacionar a importância da reciclagem e da revalorização de metais com a limitação de recursos naturais e a diminuição de resíduos e de consumos energéticos. Associar a possibilidade de reciclar metais de forma repetida e sucessiva com a não degradação da estrutura metálica. 2. Degradação dos metais 2.1. Corrosão: uma oxidação indesejada - corrosão como uma reação de oxidaçãoredução - importância do meio nas reações de oxidaçãoredução Consolidar e ampliar conhecimentos sobre reações de oxidaçãoredução como transformações que envolvem transferência de eletrões e energia elétrica. Indicar que a maioria dos metais de transição apresenta uma grande variedade de estados de oxidação e que essa variedade resulta da perda de eletrões de orbitais d. Associar a corrosão atmosférica ao processo natural de oxidação dos metais numa atmosfera rica em oxigénio que é facilitado por um meio aquoso. Relacionar a corrosão dos metais com fenómenos de oxidaçãoredução que conduzem à formação de óxidos, hidróxidos, sulfuretos ou carbonatos (ferrugem, verdetes ou patine). 2

3 Interpretar a sequência de processos físico-químicos que estão na origem da formação de ferrugem, identificando as condições ambientais que a favorecem. Interpretar o processo de corrosão contínua do ferro com o facto da ferrugem, óxido de ferro(iii) hidratado, de composição variável ser permeável, permitindo que o ferro continue exposto ao ar e à humidade. Interpretar o aumento da corrosão de metais pela presença de ácidos ou bases e de poluentes como, por exemplo, o dióxido de enxofre (SO 2 ) e ainda meios com iões cloreto (C - ). Interpretar o efeito do ph do meio na corrosão dos metais. Acertar equações de oxidação-redução em meio ácido Pilhas e baterias: uma oxidação útil - pilhas como fonte de energia - reatividade dos metais e o potencial padrão de redução - extensão das reações redox Associar pilha (célula galvânica) a um dispositivo em que é produzida corrente elétrica a partir de uma reação de oxidação-redução espontânea. Distinguir entre os dois tipos de células eletroquímicas: galvânica e eletrolítica. Interpretar a reação da célula eletroquímica com base em duas semirreações (reações de elétrodo). Relacionar o ânodo de uma célula eletroquímica com o local (ou elétrodo) onde ocorre a oxidação e o cátodo com o local (ou elétrodo) onde ocorre a redução. Associar o ânodo de uma célula galvânica ao elétrodo negativo e o cátodo ao elétrodo positivo. Interpretar a função da ponte salina como componente de algumas células galvânicas. Indicar e justificar o sentido do fluxo dos eletrões no circuito exterior que liga os elétrodos e o sentido dos iões na ponte salina. Associar elétrodo inerte a um elétrodo que não é oxidado ou reduzido na reação eletroquímica que ocorre na sua superfície. Representar uma célula galvânica pelo diagrama de célula. Associar a força eletromotriz de uma célula galvânica (ou tensão da célula) à diferença de potencial elétrico entre os dois elétrodos, medida num voltímetro. Indicar que a diferença de potencial de uma célula galvânica depende da temperatura, da natureza dos elétrodos e da concentração dos iões envolvidos na reação. Associar a tensão padrão de uma célula galvânica à diferença de potencial medida em condições padrão: concentração 1 moldm -3 para as soluções e pressão 1,01 x 10 5 Pa para gases. 3

4 Identificar o par H+/H 2 como termo de comparação para potenciais padrão de redução, associando-lhe o potencial zero. Interpretar o conceito de potencial padrão de redução. Prever a maior ou menor extensão de uma reação de oxidaçãoredução com base na série eletroquímica de potenciais padrão de redução. Determinar a força eletromotriz de uma célula eletroquímica em condições padrão a partir de valores dos potenciais padrão de redução Proteção de metais Identificar alguns metais e ligas metálicas com elevada resistência à corrosão. Interpretar o processo de proteção catódica e o papel do ânodo de sacrifício em aplicações correntes como, por exemplo, proteção de oleodutos (pipelines), termoacumuladores e navios. Identificar a galvanoplastia como uma técnica de revestimento para a proteção de metais e interpretar o processo a partir de série eletroquímica. Identificar a anodização do alumínio como um processo que aproveita o facto de o alumínio ser naturalmente protegido da oxidação pela formação de uma camada impermeável de óxido de alumínio. 3. Metais, ambiente e vida 3.1. Metais, complexos e cor - complexos e compostos de coordenação - iões complexos no quotidiano - a cor nos complexos Conhecer e compreender a relevância dos metais no ambiente e no organismo humano, designadamente na forma de complexos e como catalisadores. Caracterizar um complexo com base na sua estrutura: ião metálico central rodeado de aniões ou moléculas neutras, designados por ligandos. Indicar que os ligandos têm como característica comum a presença de, pelo menos, um par de eletrões não partilhado (não ligante), designando o átomo do ligando que possui o par de eletrões por átomo dador. Interpretar a ligação química que se estabelece entre o metal e os ligandos com base na partilha do par de eletrões não ligantes entre o dador e o metal. Associar o número de coordenação ao número de átomos dadores que envolvem o átomo do metal. Caracterizar um ligando polidentado, ou quelante, como um ligando que pode coordenar-se ao ião metálico central por mais do que um 4

5 átomo dador, identificando-o com base na sua estrutura. Justificar a utilização do ácido etileno diaminotetra-acético (EDTA) na complexação de metais em situações em que estes são prejudiciais, como, por exemplo, na indústria alimentar, em detergentes, e na terapia de envenenamento por metais pesados. Identificar, com base em informação selecionada, o papel dos complexos em diversas áreas como, por exemplo, em aplicações terapêuticas anticancerígenas (complexos de platina), imagiologia médica (complexos de gadolínio e gálio), e sistemas luminescentes (complexos de európio). Indicar que a cor de complexos está relacionada com transições eletrónicas envolvendo eletrões de orbitais d Os metais no organismo humano - a vida e os metais: metais essenciais e metais tóxicos - hemoglobina e o transporte de gases no sangue - o caso do dióxido de carbono (CO 2 ) indispensável: efeito tampão - grau de ionização e força de ácidos e bases - propriedades ácidas ou básicas das soluções de Sais - soluções tampão - poder tampão do CO 2 no sangue Identificar, a partir de informação selecionada, alguns metais essenciais à vida (Fe, Mg, Ca, K, Na, etc) e indicar a sua função. Relacionar a toxicidade de alguns metais (Pb, Cr, Hg, etc) com os efeitos no organismo humano. Indicar que a hemoglobina é uma proteína que contém, por cada molécula, quatro grupos hemo, identificando cada um destes grupos como um complexo de ferro. Interpretar a ligação da hemoglobina ao oxigénio como cooperativa, concluindo que quanto mais oxigénio estiver ligado mais fácil será a incorporação de moléculas adicionais de oxigénio e que, inversamente, se estiver presente pouco oxigénio a sua dissociação será mais rápida. Interpretar a influência do ph do meio na fixação de oxigénio pela hemoglobina. Identificar a capacidade da hemoglobina para formar um complexo muito estável com o monóxido de carbono por troca com o oxigénio. Interpretar as propriedades básicas ou ácidas de uma solução de um sal com base na hidrólise de iões, relacionando-as com os valores das constantes de acidez ou de basicidade dos iões do sal. Explicitar o significado de grau de ionização de ácidos e bases. Relacionar as constantes de acidez e de basicidade com o grau de ionização. Associar o efeito tampão de uma solução à capacidade desta manter o seu ph sensivelmente constante, mesmo quando se adicionam pequenas quantidades de ácido forte ou base forte. Interpretar o papel do CO 2 como regulador do ph do sangue com base no par CO 2 /HCO 3 -. Relacionar o efeito tampão de uma solução com a sua composição. 5

6 3.3. Os metais como catalisadores - importância dos catalisadores na vida e na indústria - catalisadores biológicos: enzimas e catálise enzimática - catálise homogénea e catálise heterogénea Associar a importância dos catalisadores em química, bioquímica ou na atividade industrial com a necessidade de acelerar reações que se dão em condições de temperatura e/ou concentrações comparativamente baixas. Identificar as enzimas como catalisadores bioquímicos indispensáveis para que as reações químicas em sistemas biológicos ocorram em tempo útil. Associar a ação de um catalisador numa reação química à alteração da velocidade da reação sem alterar a sua extensão. Distinguir catálise homogénea e heterogénea com base no estado físico dos reagentes e do catalisador. Identificar, com base em informação selecionada, a predominância dos metais de transição na composição de catalisadores utilizados para os mais diversos fins. CRITÉRIOS GERAIS DE CLASSIFICAÇÃO A classificação a atribuir a cada resposta resulta da aplicação dos critérios gerais e dos critérios específicos apresentados para cada item e é expressa por um número inteiro. A ausência de indicação inequívoca da versão da prova implica a classificação com zero pontos das respostas aos itens de escolha múltipla. As respostas ilegíveis são classificadas com zero pontos. Em caso de omissão ou de engano na identificação de uma resposta, esta pode ser classificada se for possível identificar inequivocamente o item a que diz respeito. Se for apresentada mais do que uma resposta ao mesmo item, só é classificada a resposta que surgir em primeiro lugar. ITENS DE SELEÇÃO Nos itens de escolha múltipla, a cotação do item só é atribuída às respostas que apresentem de forma inequívoca a opção correta. Todas as outras respostas são classificadas com zero pontos. Nas respostas aos itens de escolha múltipla, a transcrição do texto da opção escolhida deve ser considerada equivalente à indicação da letra correspondente. 6

7 ITENS DE CONSTRUÇÃO Resposta curta Nos itens de resposta curta, a cotação do item só é atribuída às respostas totalmente corretas. Poderão ser atribuídas pontuações a respostas parcialmente corretas, de acordo com os critérios específicos. As respostas que contenham elementos contraditórios são classificadas com zero pontos. As respostas em que sejam utilizadas abreviaturas, siglas ou símbolos não claramente identificados são classificadas com zero pontos. Resposta restrita Nos itens de resposta restrita, os critérios de classificação apresentam-se organizados por níveis de desempenho (itens que envolvam a produção de um texto) ou por etapas (itens que envolvam a realização de cálculos). A cada nível de desempenho e a cada etapa corresponde uma dada pontuação. Caso as respostas contenham elementos contraditórios, os tópicos ou as etapas que apresentem esses elementos não são considerados para efeito de classificação, ou são pontuadas com zero pontos, respetivamente. A classificação das respostas aos itens cujos critérios se apresentam organizados por níveis de desempenho resulta da pontuação do nível de desempenho em que as respostas forem enquadradas. Nas respostas classificadas por níveis de desempenho, se permanecerem dúvidas quanto ao nível a atribuir, deve optar-se pelo nível mais elevado de entre os dois tidos em consideração. É classificada com zero pontos qualquer resposta que não atinja o nível 1 de desempenho. As respostas que não apresentem exatamente os termos ou as expressões constantes dos critérios específicos de classificação devem ser classificadas em igualdade de circunstâncias com aquelas que os apresentam, desde que o seu conteúdo seja cientificamente válido, adequado ao solicitado e enquadrado pelos documentos curriculares de referência. A classificação das respostas aos itens que envolvam a produção de um texto deve ter em conta, além dos tópicos de referência apresentados, a organização dos conteúdos e a utilização de linguagem científica adequada. Nas respostas que envolvam a produção de um texto, a utilização de abreviaturas, de siglas e de símbolos não claramente identificados ou a apresentação apenas de uma esquematização do raciocínio efetuado constituem fatores de desvalorização, implicando a atribuição da pontuação correspondente ao nível de desempenho imediatamente abaixo do nível em que a resposta seria enquadrada. 7

8 A classificação das respostas aos itens cujos critérios se apresentam organizados por etapas resulta da soma das pontuações atribuídas às etapas apresentadas, à qual podem ser subtraídos pontos em função dos erros cometidos. Consideram-se dois tipos de erros: Erros de tipo 1- erros de cálculo numérico, transcrição incorreta de dados, conversão incorreta de unidades, desde que coerentes com a grandeza calculada, ou apresentação de unidades incorretas no resultado final, também desde que coerentes com a grandeza calculada. Erros de tipo 2- erros de cálculo analítico, ausência de conversão de unidades (qualquer que seja o número de conversões não efetuadas, contabiliza-se apenas como um erro de tipo 2), ausência de unidades no resultado final, apresentação de unidades incorretas no resultado final não coerentes com a grandeza calculada e outros erros que não possam ser considerados de tipo 1. À soma das pontuações atribuídas às etapas apresentadas deve(m) ser subtraído(s): 1 ponto, se forem cometidos apenas erros de tipo 1, qualquer que seja o seu número. 2 pontos, se for cometido apenas um erro de tipo 2, qualquer que seja o número de erros de tipo 1 cometidos. 4 pontos, se forem cometidos mais do que um erro de tipo 2, qualquer que seja o número de erros de tipo1 cometidos. Os erros cometidos só são contabilizados nas etapas que não sejam pontuadas com zero pontos. No quadro seguinte, apresentam-se os critérios de classificação a aplicar, em situações específicas, às respostas aos itens de resposta restrita que envolvam a realização de cálculos. Situação Classificação 1. Apresentação apenas do resultado final, não incluindo os cálculos efetuados nem as justificações e/ou conclusões solicitadas. 2. Utilização de processos de resolução não previstos nos critérios específicos de classificação. 3. Utilização de processos de resolução que não respeitem as instruções dadas. A resposta é classificada com zero pontos. É considerado para efeito de classificação qualquer processo de resolução cientificamente correto, desde que respeite as instruções dadas. Os descritores serão adaptados, em cada caso, ao processo de resolução apresentado. Se a instrução dada se referir apenas a uma etapa de resolução, essa etapa é pontuada com zero pontos. Se a instrução se referir ao processo global de resolução do item, a resposta é classificada com zero pontos. 4. Utilização de expressões ou de equações erradas. As etapas em que essas expressões ou essas equações forem utilizadas são pontuadas com zero pontos. 5. Utilização de valores numéricos de outras grandezas que não apenas As etapas em que os valores dessas grandezas forem utilizados são pontuadas com zero pontos. 8

9 as referidas na prova (no enunciado dos itens, na tabela de constantes e na tabela periódica). 6. Utilização de valores numéricos diferentes dos dados fornecidos no enunciado dos itens. 7. Não explicitação dos cálculos correspondentes a uma ou mais etapas de resolução. 8. Não explicitação dos valores numéricos a calcular em etapas de resolução intermédias. 9. Ausência de unidades ou apresentação de unidades incorretas nos resultados obtidos em etapas de resolução intermédias 10. Obtenção ou utilização de valores numéricos que careçam de significado físico. 11. Resolução com erros (de tipo 1 ou de tipo 2) de uma ou mais etapas necessárias à resolução da(s) etapa(s) subsequente(s). 12. Existência de uma ou mais etapas, necessárias à resolução da(s) etapa(s) subsequente(s), pontuadas com zero pontos. As etapas em que esses valores forem utilizados são pontuadas com zero pontos, salvo se esses valores resultarem de erros de transcrição identificáveis As etapas nas quais os cálculos não sejam explicitados são pontuadas com zero pontos. A não explicitação desses valores não implica, por si só, qualquer desvalorização, desde que seja dada continuidade ao processo de resolução. Estas situações não implicam, por si só, qualquer desvalorização. As etapas em que esses valores forem obtidos ou utilizados são pontuadas com zero pontos. Essa(s) etapa(s) e a(s) etapa(s) subsequente(s) são classificadas de acordo com os critérios de classificação. A(s) etapa(s) subsequente(s) é(são) classificada(s) de acordo com os critérios de classificação. 13. Existência de uma ou mais etapas não percorridas na resolução. A(s) etapa(s) não percorrida(s) e a(s) etapa(s)subsequente(s) que dela(s) dependa(m) são pontuadas com zero pontos. 14. Apresentação de cálculos desnecessários que evidenciam a não identificação da grandeza cujo cálculo foi solicitado. 15. Apresentação de valores calculados com arredondamentos incorretos ou com um número incorreto de algarismos significativos. A última etapa prevista nos critérios específicos de classificação é pontuada com zero pontos.. A apresentação desses valores não implica, por si só, qualquer desvalorização. Constituem exceção situações decorrentes da resolução de itens de natureza experimental e situações em que haja uma instrução explícita relativa a arredondamentos ou a algarismos significativo. MATERIAL AUTORIZADO Utilizar apenas caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta. É interdito o uso de «esferográfica-lápis» e de corretor. Máquina de calcular científica. 9